раздел 2.5.2 видно, что величина усилия осадки существенно
зависит от угла a, и от радиуса присоединяемой трубы, а также от величины
перемещения пуансона Dl. Также на результаты расчетов по этим формулам влияют
размеры наружного диаметра проточки на трубе и формы проточки на внутреннем
диаметре фланца, так как это связано с выбором угла a и размером зоны
необходимой деформации – а.
В результате проведения работ, на экспериментальном оборудовании были получены
образцы узлов Т-образных соединений труб-(тройников) ограниченной длины,
конструкция которых соответствует рис. 2.1, рис 2.2, рис. 2.3, внешний вид
которых представлен на рис. 2.4. При этом диаметры основной и отводной трубы
были близки или равны друг другу, а соотношение диаметра к толщине стенки было
в пределах 12...20.
Оценка их прочности производилась двумя методами: экспериментальным и
расчетными по известной методике. [66]
Испытания образцов трех вариантов конструкций узлов Т-образных соединений были
проведены путем приложения продольного отрывного усилия к отводной трубе, что
максимально приближается к реальным нагрузкам, возникающим в сварной
конструкции.
Данные расчетных усилий, определяющих предел прочности конструкции узла
Т-образных соединений для трех вариантов узлов согласно расчетам по формуле
(2.1), а также расчетные данные Ку - коэффициента упрочнения шва согласно
формуле (2.2) приведены в табл. 4.1
Таблица 4.1
Испытание образцов (тройников) трех вариантов конструкций узлов Т-образных
соединений труб на отрыв.
Вариант
Расчетные данные
Экспериментальные данные
образца
NТ (Н)
sТ (МПа)
Nр (Н)
sрТ (МПа)
Ку-коэф. усиления
Ку=Nр/NТ
Длитель-ность разрушения t (с)
1
4145,5
200
4400,5
210,3
1,01
2
5181,7
250
5333,0
257,2
1,03
63
3
5534,1
250
8333,3
402,0
1, 505
82
Образцы (тройники) всех трех вариантов конструкций узлов Т-образных соединений
были испытаны до разрушения. Типовой график зависимости нарастания усилия
разрушения в зависимости от времени действия нагрузки представлен на рис. 4.1.
Точки А1, А2, А3 - это точки на графиках нарастания усилий, до которых
конструкции рассматриваемых вариантов тройников выдерживают нагружение не
деформируясь, и соответствуют реальным усилиям Nт1реал; Nт2реал; Nт3 реал.
соответственно.
При дальнейшем повышении нагрузки, выше значений точек А1, А2 и А3 начинают
изменяться геометрические размеры узлов Т-образных соединений труб (тройников),
так как развивается пластическая деформация металла труб вблизи шва.
Развитие пластической деформации приводит к изменению формы узла Т- образного
соединения труб, что выражается в искажении его геометрических размеров -
изменении диаметра, появления элипсности отводной трубы, вспучивания основной
трубы в зоне соединения и т.д.
N-Ч10 Н
Рис. 4.1. Графики изменения усилия разрушения N в зависимости от времени t
действия нагрузки для соответствующих вариантов конструкций узлов. (I - рис.
2.1; II- рис. 2.2; III - рис. 2.3)
На графике в диапазоне нарастания усилия между точками А1, А2 и А3 и точками
В1, В2, и В3 наблюдалась пластическая деформация металла тройников
соответствующих вариантов, а при превышении значений в точках В происходит
надрыв металла шва и потеря прочности соединения. (Значение усилия в точках В
для каждого варианта соединения соответственно составляет: NВ1 = 15600 Н, NВ2 =
14330 Н и NВ3 = 16000 Н).
Точки С - это точки на графике, в которых усилие соответствует усилию
разрушения, и в которых наблюдалось и происходило разрушение тройника.
Причем для соединения варианта I точка В1 совпадает с точкой С1 окончательного
отрыва отводной трубы под действием приложенного усилия. При превышении
значений усилий в точках С2 и С3 также началось разрушение тройников
соответствующего варианта. Причем разрушение тройника не носит хрупкий
характер, и занимало определенный период времени, в течение которого происходит
постепенное уменьшение сопротивления конструкции узла Т- образного соединения
разрушающей нагрузке вплоть до полного разделения его частей.
Напряжение разрушения sРТ для варианта II конструкции тройника превысило
расчетное напряжение разрушения sT на 2,8%, а по отношению к варианту I,
(вариант I изготовлен по традиционной технологии) на 28%.
Напряжение разрушения sРТ для варианта III конструкции тройника превысило
расчетное напряжение разрушения sT на 60,8%, а по отношению к варианту I
напряжение разрушения sРТ увеличено в 2 раза, и относительно варианта II - в
1,5 раза. При этом разрушение тройника варианта I, изготовленного по
традиционной технологии пайки, осуществилось за 4 с.
Такое малое время разрушения объясняется самой конструкцией соединения, где
площадь шва имеет минимальные размеры в сравнении с тройниками вариантов II и
III. При этом прочность шва определяется прочностью примененного припоя, а не
прочностью основного металла. Относительно образцов тройников вариантов II и
III, то время их разрушения значительно увеличено (в 15...20 раз), и значения
разрушительных нагрузок превышают расчетные нагрузки в 1,03-1,5 раза для
тройников вариантов II и III соответственно. Для соединения II -го варианта
этот период времени занимал t2 = 63 с, а для соединения третьего варианта t3 =
82 с. ( Значение усилия в точках С для каждого варианта соединения
соответственно составляет NС1 = NВ1 = 15600 Н, NС2 = 15650 Н и NС3 = 21640 Н).
Значительно выросла способность швов противодействовать нагрузкам.
Подобный характер разрушения наблюдался и при испытаниях тройников исследуемых
конструкций узлов Т- образного соединения труб на срез, путем приложения
срезающ
- Киев+380960830922